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TWI884261B - 包括圖案化漫射器及波長選擇反射器之背光 - Google Patents

包括圖案化漫射器及波長選擇反射器之背光 Download PDF

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TWI884261B
TWI884261B TW110115228A TW110115228A TWI884261B TW I884261 B TWI884261 B TW I884261B TW 110115228 A TW110115228 A TW 110115228A TW 110115228 A TW110115228 A TW 110115228A TW I884261 B TWI884261 B TW I884261B
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patterned
reflector
layer
carrier
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TW110115228A
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TW202146999A (zh
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克爾克理察 艾倫
韓松峰
帕梅拉阿琳 莫瑞
向東 米
安德里 法蘭尼西亞
Original Assignee
美商康寧公司
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Publication date
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Abstract

一種背光包括：一基板；複數個光源；一反射層；一第一漫射板；一第二漫射板；及一色彩轉換層。該複數個光源靠近該基板。該反射層靠近該基板。該第一漫射板位於該複數個光源之上。該色彩轉換層位於該第一漫射板與該第二漫射板之間。

Description

包括圖案化漫射器及波長選擇反射器之背光
本申請案根據專利法主張2020年4月29日申請的美國臨時專利申請案第63/017,296號及2021年2月2日申請的美國臨時專利申請案第63/144,760號之優先權，該等申請案以引用方式全文併入本文中。
本揭露一般係關於用於顯示器之背光。更特定而言，本揭露係關於包括圖案化漫射器之背光，該些圖案化漫射器包括圖案化反射器及波長選擇反射器。
液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)通常用於各種電子設備中，諸如行動電話、膝上型電腦、電子板、電視機及電腦監視器。LCD係光閥為基顯示器，其中顯示面板包括單獨可尋址光閥之陣列。LCD可包括用於產生隨後可經波長轉換、過濾及/或極化以自LCD產生影像的光之背光。背光可係邊緣光式或直下式。邊緣光式背光可包括邊緣耦合至導光板的發光二極體(light emitting diode，LED)陣列，該導光板自其表面發出光。直下式背光可包括位於LCD面板正後面的二維(2D)陣列LED。
相較於邊緣光式背光，直下式背光可具有改良之動態對比度之優點。例如，具有直下式背光之顯示器可獨立調整各LED之亮度，以設置跨影像的亮度之動態範圍。這就是通常已知的局部調光。然而，為了達成所要之光均勻性及/或避免在直下式背光源中出現熱點，可將漫射板或膜定位在距LED一距離處，從而使整體顯示厚度大於邊緣光式背光源之顯示厚度。已使用定位於LED之上的透鏡來改良直下式背光中光之橫向擴散。然而，在此類組態中，光在LED與漫射板或膜之間行進的光學距離(optical distance，OD)(例如，自至少10毫米行進至通常約20毫米至30毫米)仍然產生不需要的高整體顯示厚度，且/或這些組態可隨著背光厚度減小而產生不需要的光學損耗。雖然邊緣光式背光可能更薄，但來自各LED的光可跨導光板之較大區域擴散，使得關閉單獨LED或LED群組可僅對動態對比度比率具有最小的影響。
本揭露之一些實施例係關於一種背光。該背光包括：一基板；複數個光源；一反射層；一第一漫射板；一第二漫射板；及一色彩轉換層。該複數個光源靠近該基板。該反射層靠近該基板。該第一漫射板位於該複數個光源之上。該色彩轉換層位於該第一漫射板與該第二漫射板之間。
本揭露之又一些實施例係關於一種反射器。該反射器包括：一載體；一第一波長選擇反射器；及一第二波長 選擇反射器。該載體包括一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面。該第一波長選擇反射器位於該載體之該第一表面上。該第一波長選擇反射器透射多於60%的一第一波長範圍之垂直入射光並反射多於60%的與該第一波長範圍不同的一第二波長範圍之垂直入射光。該第二波長選擇反射器位於該載體之該第二表面上。該第二波長選擇反射器透射多於60%的該第一波長範圍之垂直入射光並反射多於60%的與該第一波長範圍不同的一第三波長範圍之垂直入射光。
本揭露之又一些實施例係關於一種背光。該背光包括：一基板；複數個光源；一反射層；一圖案化漫射器；及一色彩轉換層。該複數個光源靠近該基板用於發出在一第一波長範圍內的光。該反射層靠近該基板。該圖案化漫射器包括一載體、位於該載體之一第一表面上的一第一波長選擇反射器及位於該第一波長選擇反射器上或位於該載體之與該載體之該第一表面相對的一第二表面上的複數個圖案化反射器。該色彩轉換層將該第一波長範圍之光轉換成高於該第一波長範圍的一第二波長範圍之光及高於該第二波長範圍的一第三波長範圍之光。該第一波長選擇反射器透射多於60%的該第一波長範圍之垂直入射光並反射多於60%的該第二波長範圍之垂直入射光。
本文所揭示之背光係具有改良之光效率的薄直下式背光。該些背光具有隱藏光源從而產生較薄背光的改良之能力。隱藏光源的改良之能力允許消除位於背光之光源正 上方的所謂「熱」點，從而產生跨顯示器的均勻亮度。本文所揭示之背光內使用的圖案化漫射器具有大的對準公差，提供改良之輝度均勻性及色彩均勻性，且可用於與不同色彩及/或不同發射角度輪廓之光源一起使用。
將在隨後的詳細描述中闡述附加特徵及優點，且熟習此項技術者部分地自該描述將容易地明白或者藉由實踐如本文所描述之實施例(包括隨後的詳細描述、請求項以及所附圖式)將認識到該些附加特徵及優點。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述二者僅僅係示範性的，且意欲提供用於理解請求項之本質及特性的概述或框架。隨附圖式經包括以提供對本說明書的進一步理解，且併入本說明書中並構成其一部分。圖式例示出一或多個實施例，且與描述一起解釋各種實施例之原理及操作。
100:背光部分
102:基板
104:反射層
106a,106b:光源
107a,107b:峰強度光線
108:載體
110b:圖案化漫射器
112:圖案化反射器
113:實質平坦部段
114:彎曲部段
115:單獨點
118:徑向位置r
119:rmax
120:實質平坦部段之尺寸
122:圖案化反射器之尺寸
124:光源106a之尺寸
126:相鄰光源106a之間的節距
140:液晶顯示器/LCD
146:漫射板
148:色彩轉換層
150:稜鏡膜
152:反射極化器
154:顯示面板
200a,200b:背光部分
210a,210b:圖案化漫射器
212:圖案化反射器
214:對應光源106b之寬度(或直徑)
216:對應光源106b在反射層上方之高度
218:反射層與載體之間的光學距離
219:載體之厚度
220:背光部分
240:圖案化漫射器
242:圖案化反射器
244:實體部段
246:開口部段
300:背光部分
304:載體之第一表面
306:載體之第二表面
320a,320b:圖案化漫射器
322:漫射層
340a,340b:圖案化漫射器
342,342a,342b:封裝層
360a,360b:圖案化漫射器
400a,400b:朗伯光源
402:基板
406a,406b:光源
408:第一體積漫射板
410:膜堆疊
412:第二體積漫射板
414:體積漫射板
420:偵測器
426:相鄰光源406b之間的節距
500a,500b:測量設置
600:LCD
700a,700b,700c:LCD
702a,702b,702c:背光部分
710a,710b,710c:圖案化漫射器
712a,712b:波長選擇反射器
750:反射器
7521,7522,752N:低指數介電層
7541,7542,754N:高指數介電層
7621,7622,762M:低指數介電層
7641,7642,764M:高指數介電層
第1A圖至第1C圖係包括圖案化漫射器之一示範性背光部分之各種視圖；第2圖係包括第1A圖至第1C圖之示範性背光部分之一示範性液晶顯示器(LCD)之橫截面圖；第3A圖至第3B圖係包括圖案化漫射器之示範性背光部分之橫截面圖；第4圖係包括圖案化漫射器之另一個示範性背光部分之橫截面圖； 第5圖係包括圖案化漫射器之一示範性背光部分之橫截面圖；第6A圖及第6B圖係示範性圖案化漫射器之橫截面圖；第7A圖及第7B圖係其他示範性圖案化漫射器之橫截面圖；第8A圖及第8B圖係其他示範性圖案化漫射器之橫截面圖；第9A圖及第9B圖係具有偵測器之示範性空間均勻且成角度的朗伯光源之橫截面圖，該偵測器測量空間輝度及色坐標；第10A圖及第10B圖係具有一示範性圖案化漫射器及偵測器的一示範性空間均勻且成角度的朗伯光源之橫截面圖，該偵測器測量空間輝度及色坐標；第11A圖至第11C圖分別係一示範性光源及兩種定向的一示範性圖案化漫射器之所測量空間分佈Cx(r)、所測量Cy(r)及所測量空間分佈輝度(r)之圖表；第12A圖至第12E圖分別係自第11A圖至第11C圖推導出的色坐標差值DCx1(r)≡Cx1(r)-Cx0(r)及DCx2(r)≡Cx2(r)-Cx0(r)、色坐標差值DCy1(r)≡Cy1(r)-Cy0(r)及DCy2(r)≡Cy2(r)-Cy0(r)、色坐標比率RCx1(r)≡Cx1(r)/Cx0(r)及RCx2(r)≡Cx2(r)/Cx0(r)、色坐標比率RCy1(r)≡Cy1(r)/Cy0(r)及RCy2(r)≡Cy2(r)/Cy0(r)、及輝 度比率RL1(r)≡輝度1(r)/輝度0(r)及RL2(r)≡輝度2(r)/輝度0(r)之圖表；第13A圖至第13E圖分別係一示範性光學組件之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表；第14A圖至第14E圖分別係另一個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表；第15A圖至第15E圖分別係另一個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表；第16A圖至第16E圖分別係另一個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表；第17A圖至第17E圖分別係另一個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值 DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表；第18A圖至第18E圖分別係另一個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表；第19A圖至第19E圖分別係另一個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表；第20A圖至第20E圖分別係另一個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表；第21A圖至第21E圖分別係另兩個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)、色坐標差值DCy1(r)、色坐標比率RCx1(r)、色坐標比率RCy1(r)及輝度比率RL1(r)之圖表；第22A圖至第22E圖分別係另兩個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)、色坐標差值DCy1(r)、色坐 標比率RCx1(r)、色坐標比率RCy1(r)及輝度比率RL1(r)之圖表；且第23A圖至第23E圖分別係另兩個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)、色坐標差值DCy1(r)、色坐標比率RCx1(r)、色坐標比率RCy1(r)及輝度比率RL1(r)之圖表；第24圖係包括第1A圖至第1C圖之示範性背光部分之另一個示範性LCD之橫截面圖；第25A圖至第25C圖係包括具有波長選擇反射器的圖案化漫射器之示範性LCD之橫截面圖；第26圖係包括第一波長選擇反射器及第二波長選擇反射器之一示範性反射器之橫截面圖；且第27A圖至第27E圖係對於波長選擇反射器之各種組態的反射率對波長之圖表。
現將詳細參照本揭露之實施例，該些實施例之實例例示於隨附圖式中。只要有可能，將貫穿圖式使用相同的元件符號來指代相同或相似的零件。然而，本揭露可體現為許多不同的形式，且不應解釋為局限於本文闡述之實施例。
範圍在本文中可表達為自「約」一個特定值及/或至「約」另一個特定值。當表達此種範圍時，另一個實施例包括自一個特定值及/或至另一個特定值。相似地，當藉由 使用前述詞「約」將值表示為近似值時，將理解的是，特定值形成另一個實施例。將進一步理解的是，範圍中之各者之端點在與另一個端點相關及與另一個端點無關方面均有意義。
如本文所用之方向性術語(例如，向上、向下、右、左、前部、後部、頂部、底部、垂直、水平)僅參照如所繪製之附圖，且並不意欲暗示絕對定向。
除非另外明確指出，否則決不意欲將本文所闡述之任何方法解釋為需要按特定次序執行其步驟，或者任何設備都需要特定定向。因此，在方法請求項實際上並未列舉其步驟要遵循的次序、或任何設備請求項實際上並未列舉針對單獨組件的次序或定向、或並未在請求項或描述中另外具體指出步驟應局限於特定次序、或並未列舉針對設備之組件的特定次序或定向之情況下，決不意欲在任何態樣推斷次序或定向。這對於任何可能的非表達解釋基礎來說是如此，包括：關於步驟排列的邏輯事項、操作流程、組件之次序、組件之定向、自語法組織或標點推導出的普通意義、及說明書中描述的實施例之數目及類型。
如本文所用，除非上下文另有清楚說明，否則單數形式「一(a/an)」及「該/該些(the)」包括複數個引用物。因此，除非上下文另有清楚指示，否則例如對「一」組件的引用包括具有二或更多個此類組件的態樣。
現參照第1A圖至第1C圖，描繪了一示範性背光部分100之各種視圖。第1A圖係背光部分100之橫截面圖。 背光部分100可包括基板102、反射層104、複數個光源106a及圖案化漫射器110b。圖案化漫射器110b包括載體108(例如，導光板)及複數個圖案化反射器112。複數個光源106a經配置於基板102上且與基板102電氣通信。各光源106a可沿著法線軸發出如107a所指示的峰強度光線。反射層104位於基板102上且圍繞各光源106a。在某些示範性實施例中，基板102可係反射性的，使得可不包括反射層104。圖案化漫射器110b位於複數個光源106a之上且光耦合至各光源106a。在某些示範性實施例中，可使用光學黏合劑(未示出)來將複數個光源106a耦合至圖案化漫射器110b。光學黏合劑(例如，苯基矽氧)可具有大於或等於載體108之折射指數的折射指數。複數個圖案化反射器112經配置於載體108之上表面上。各圖案化反射器112與對應光源106a對準。
各圖案化反射器112包括沿著圖案化反射器之寬度或直徑的厚度輪廓，該厚度輪廓包括如113所指示的實質平坦部段及如114所指示的自實質平坦部段113延伸且圍繞該實質平坦部段113的彎曲部段。實質平坦部段113可具有粗糙表面輪廓(例如，貫穿實質平坦部段的厚度輕微變化)。在某些示範性實施例中，實質平坦部段113之厚度變化不大於實質平坦部段之平均厚度之正負20%。在此實施例中，在與載體108正交的方向上測量的平均厚度經定義為實質平坦部段之最大厚度(Tmax)加上實質平坦部段之最小厚度(Tmin)除以二(即，(Tmax+Tmin)/2)。例如，對於 實質平坦部段113之約100微米平均厚度，實質平坦部段之最大厚度將等於或小於約120微米且實質平坦部段之最小厚度將等於或大於約80微米。在其他實施例中，實質平坦部段113之厚度變化不大於實質平坦部段之平均厚度之正負15%。例如，對於實質平坦部段113之約80微米平均厚度，實質平坦部段之最大厚度將等於或小於約92微米且實質平坦部段之最小厚度將等於或大於約68微米。
在又一些實施例中，實質平坦部段113之厚度變化不大於實質平坦部段之平均厚度之正負10%。例如，對於實質平坦部段113之約50微米平均厚度，實質平坦部段之最大厚度將等於或小於約55微米且實質平坦部段之最小厚度將等於或大於約45微米。在又一些實施例中，實質平坦部段113之厚度變化不大於實質平坦部段之平均厚度之正負5%。彎曲部段114可經定義為厚度變化對距圖案化反射器112之中心的距離變化之絕對比率。彎曲部段114之斜度可隨距圖案化反射器112之中心的距離而減小。在某些示範性實施例中，斜度在實質平坦部段113附近為最大，隨距圖案化反射器112之中心的距離而迅速減小，然後隨距圖案化反射器之中心的距離更遠而緩慢減小。
如120所指示的各實質平坦部段113之尺寸L0(即，寬度或直徑)(在平行於基板102的平面中)可大於如124所指示的各對應光源106a之尺寸(即，寬度或直徑)(在平行於基板102的平面中)。各實質平坦部段113之尺寸120可小於各對應光源106a之尺寸124乘以預定值。在某 些示範性實施例中，當各光源106a之尺寸124大於或等於約0.5毫米時，預定值可為約2或約3，使得各實質平坦部段113之尺寸小於各光源106a之尺寸的三倍。當各光源106a之尺寸124小於0.5毫米時，預定值可由光源106a與圖案化反射器112之間的對準能力判定，使得各圖案化反射器112之各實質平坦部段113之尺寸在比各光源106a之尺寸大約100微米與約300微米之間的範圍內。各實質平坦部段113足夠大以使得各圖案化反射器112可與對應光源106a對準，且足夠小以達成合適之輝度均勻性及色彩均勻性。
各圖案化反射器112之尺寸L1(即，寬度或直徑)以122指示(在平行於基板102的平面中)，且相鄰光源106a之間的節距P以126指示。雖然在第1A圖中沿著一個方向例示出節距，但在與所例示之方向正交的方向上節距可不同。節距可例如為約90毫米、45毫米、30毫米、10毫米、5毫米、2毫米、1毫米或0.5毫米，大於約90毫米，或小於約0.5毫米。在某些示範性實施例中，各圖案化反射器112之尺寸122對節距126之比率L1/P在約0.45與1.0之間的範圍內。該比率可隨光源106a之節距126及各光源之發射表面與對應的圖案化反射器112之間的距離而變化。例如，對於節距126等於約5毫米且各光源之發射表面與對應的圖案化反射器之間的距離等於約0.2毫米，該比率可等於約0.50、0.60、0.70、0.80、0.90或1.0。
各圖案化反射器112將自對應光源106a發出的光之至少一部分反射至載體108中。各圖案化反射器112具有鏡面反射率及漫射反射率。鏡面反射光自載體108之底表面出射。雖然鏡面反射光主要由於反射層104與載體108之間的反射或由於反射層104與色彩轉換層、漫射薄片或漫射板(在下面第2圖中示出)之間的反射而橫向行進，但由於來自反射層104的反射不完全，可能發生一些光損耗。
漫反射光具有自載體108之法線測量在0°與90°之間的角分佈。約50百分比的漫反射光具有超過全內反射之臨界角(θTIR)的角度。因此，漫反射光可由於全內反射而無任何損耗地橫向行進，直至光隨後由圖案化反射器112自載體108提取出來為止。
第1B圖係基板102上的複數個光源106a及反射層104之俯視圖。光源106a以包括複數個列及複數個行的2D陣列配置。雖然在第1B圖中以三列及三行例示出光源106a，但在其他實施例中，背光部分100可包括以任何合適數目之列及任何合適數目之行配置的任何合適數目之光源106a。光源106a亦可以其他週期性圖案(例如，六邊形或三角形格子)配置，或者配置為準週期性或非嚴格週期性圖案。例如，光源106a之間的間距在背光之邊緣及/或拐角處可較小。
基板102(第1A圖)可係印刷電路板(printed circuit board，PCB)、玻璃或塑膠基板、或用於將電信號傳遞至各光源106a以單獨控制各光源的另一種合適基 板。基板102可係剛性基板或撓性基板。例如，基板102可包括平坦玻璃或彎曲玻璃。彎曲玻璃例如可具有小於約2000毫米(諸如約1500毫米、1000毫米、500毫米、200毫米或100毫米)的曲率半徑。反射層104可包括例如：金屬箔，諸如銀、鉑、金、銅及類似者；介電材料(例如，諸如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)之聚合物)；多孔聚合物材料，諸如聚對酞酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚醚碸(polyethersulfone，PES)等；多層介電干涉塗層或反射油墨，包括白色無機微粒(例如，二氧化鈦、硫酸鋇等)；或適合於反射光並調諧所反射及所透射光之色彩的其他材料(諸如有色顏料)。
複數個光源106a中之各光源可例如係LED(例如，尺寸大於約0.5毫米)、迷你LED(例如，尺寸介於約0.1毫米與約0.5毫米之間)、微LED(例如，尺寸小於約0.1毫米)、有機LED(organic LED，OLED)、或具有範圍為自約400奈米至約750奈米的波長的另一種合適光源。在其他實施例中，複數個光源106a中之各光源可具有短於400奈米及/或長於750奈米的波長。來自各光源106a的光經光學耦合至載體108。如本文所用，術語「光學耦合」意欲表示光源直接或經由光學澄清黏合劑定位在載體108之表面處並與載體108光學通信，以便將光引入至載體 中，該光至少部分地由於全內反射而傳播。來自各光源106a的光經光學耦合至載體108，使得光之第一部分由於全內反射而在載體108中橫向行進且由圖案化反射器112自載體中提取出來，且光之第二部分由於在反射層104及圖案化反射器112之反射表面處或在光學膜堆疊(在第2圖中示出)與反射層104之間的多次反射而在反射層104與圖案化反射器112之間橫向行進。
根據各種實施例，載體108可包括用於發光及顯示應用的任何合適之透明材料。如本文所用，術語「透明」意欲表示載體在光譜之可見光區域(約420奈米至750奈米)內在500毫米長度上具有大於約70%的光透射。在某些實施例中，一示範性透明材料在紫外線(ultraviolet，UV)區域(約100奈米至400奈米)中在500毫米長度上可具有大於約50%的透光率。根據各種實施例，針對範圍為自約450奈米至約650奈米的波長，載體在50毫米光程長度上可包括至少95%的透光率。
載體之光學特性可能受到透明材料之折射指數影響。根據各種實施例，載體108可具有範圍為自約1.3至約1.8的折射指數。在其他實施例中，載體108可具有相對低水準的光衰減(例如，由於吸收及/或散射)。針對範圍為自約420奈米至約750奈米的波長，載體108之光衰減(a)可例如小於每米約5分貝。載體108可包括聚合物材料，諸如塑膠(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯 (methylmethacrylate styrene，MS)、聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS))、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或其他相似材料。載體108亦可包括玻璃材料，諸如鋁矽酸鹽、鹼性鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼性硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼性鋁硼矽酸鹽、鹼鈣或其他合適玻璃。適合於用作玻璃載體108的可商購獲得玻璃之非限制性實例包來自Corning Incorporated的EAGLE XG®、LotusTM、Willow®、IrisTM及Gorilla®玻璃。在其中基板102包括彎曲玻璃的實例中，載體108亦可包括彎曲玻璃以形成彎曲背光。在其他實施例中，載體108可具有相對高水準的光衰減。針對範圍為自約420奈米至約750奈米的波長，載體108之光衰減(a)可例如大於每米約5分貝。
第1C圖係載體108上的複數個圖案化反射器112之俯視圖。各圖案化反射器112可包括實質平坦部段113及彎曲部段114。另外，各圖案化反射器112可包括位於載體108上的單獨點115。實質平坦部段113可比彎曲部段114更具反射性，且彎曲部段114可比實質平坦部段113更具透射性。各彎曲部段114可具有隨距實質平坦部段113的距離而以連續且平滑方式改變的特性。雖然在第1C圖所例示的實施例中，各圖案化反射器112之形狀為圓形，但在其他實施例中，各圖案化反射器112可具有另一種合適形狀(例如，橢圓形、矩形、六邊形等)。在圖案化反射器112直接製造於載體108之上表面上情況下，圖案化反射器112提高 隱藏光源106a之能力。直接在載體108之上表面上製造圖案化反射器112亦節省空間。
在某些示範性實施例中，各圖案化反射器112係漫反射器，使得各圖案化反射器112藉由以足夠高的角度散射一些光線以使得它們可藉由全內反射在載體108中傳播來進一步增強背光部分100之性能。此類光線然後將不會在圖案化反射器112與反射層104之間或在光學膜堆疊與反射層104之間經歷多次反射，且因此避免光功率損耗，從而提高背光效率。在某些示範性實施例中，各圖案化反射器112係鏡面反射器。在其他實施例中，各圖案化反射器112之一些區域具有更多漫反射特性，而一些區域具有更多鏡面反射特性。
各圖案化反射器112可例如藉由用白色油墨、黑色油墨、金屬油墨或其他合適油墨印刷(例如，噴墨印刷、網板印刷、微印刷等)圖案來形成。各圖案化反射器112亦可藉由以下方式來形成：首先例如藉由物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)或任何數目之塗佈技術(諸如例如狹縫模具或噴塗)來沉積白色或金屬材料之連續層，然後藉由光微影法或其他已知區域選擇性材料去除方法對該層進行圖案化。各圖案化反射器112亦可藉由其他已知自載體自身選擇性去除材料方法來形成，例如經由雷射剝蝕或化學蝕刻至載體中。
在某些示範性實施例中，在使用白色光源106a情況下，在圖案化反射器112中以可變密度存在不同的反射及 吸收材料對於使跨背光之調光區中之各調光區的色移最小化可係有益的。在圖案化反射器與反射層104(第1A圖)之間多次彈回光線可致使光譜紅色部分中的光損耗比在藍色部分中多，或光譜藍色部分中的光損耗比在紅色部分中多。在此情況下，例如藉由使用輕微著色的反射/吸收材料或具有相反色散符號的材料(在此情況下，色散意指反射及/或吸收之光譜相依性)將反射工程化為色彩中性的可使色移最小化。當使用白色光源106a時，亦為有益的是，圖案化反射器112反射並透射與綠光及紅光相似量的藍光。圖案化反射器112可含有大於臨界尺寸的微米尺寸顆粒。例如，臨界尺寸可為針對二氧化鈦的約140奈米、針對氧化鋁的約560奈米或針對氟化鈉的約750奈米。在其他實例中，臨界尺寸可為1微米、2微米、5微米、10微米或20微米。在使用藍色光源106a的某些示範性實施例中，有益的是，圖案化反射器112反射比綠光及紅光更多的藍光並透射比綠光及紅光更少的藍光。圖案化反射器112可含有小於臨界尺寸的奈米尺寸顆粒。例如，臨界尺寸可為針對二氧化鈦的約140奈米、針對氧化鋁的約560奈米或針對氟化鈉的約750奈米。
圖案化漫射器110b具有空間變化透射率或空間變化色移。圖案化漫射器110b亦可具有空間變化透射率及空間變化色移。由於圖案化漫射器110b之空間反射率及空間透射率被聯繫在一起，因此圖案化漫射器亦具有空間變化反射率。例如，在圖案化漫射器110b之相同位置處，較小 (或較大)的反射率與較大(或較小)的透射率相聯繫。因此，本文所揭示之圖案化漫射器將藉由空間透射率而不是藉由空間反射率來量化。就兩個空間輝度分佈之比率方面來表示空間變化透射率，一個用放置在空間均勻且成角度的朗伯光源之上的圖案化漫射器來測量，而另一個用空間均勻且成角度的朗伯光源來測量。就兩個空間色坐標分佈之差值及/或比率方面來表示空間變化色移，一個用放置在空間均勻且成角度的朗伯光源之上的圖案化漫射器來測量，而另一個用空間均勻且成角度的朗伯光源來測量。對於該些測量，針對圖案化反射器112將感興趣區域定義為如118所指示的徑向位置r。相對於各圖案化反射器112之中心來測量徑向位置r。徑向位置r之範圍為自與各圖案化反射器112之中心相對應的0至以119指示的與各圖案化反射器之最大徑向位置r相對應的rmax。感興趣區域係與複數個光源106a之佈局相對應的重複單元，該佈局可為正方形、矩形、六邊形或另一種合適佈局。
第2圖係一示範性液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)140之橫截面圖。LCD 140包括背光部分100，該背光部分包括如先前參照第1A圖至第1C圖描述並例示的圖案化漫射器110b。另外，LCD 140之背光包括可選地位於背光部分100之上的漫射板146、可選地位於漫射板146之上的色彩轉換層148(例如，量子點膜或磷光體膜)、可選地位於色彩轉換層148之上的稜鏡膜150、及可選地位於稜鏡膜150之上的反射極化器152。LCD 140 亦包括位於背光之反射極化器152之上的顯示面板154。在某些示範性實施例中，反射極化器152可結合至顯示面板154。
為了保持光源106a與載體108上的圖案化反射器112之間的對準以使背光部分100恰當地起作用，有利的是，載體108及基板102由相同或相似類型之材料製成，以使得載體108上的圖案化反射器112及基板102上的光源106a二者在較大操作溫度範圍內彼此很好地對準。在某些示範性實施例中，載體108及基板102由相同之塑膠材料製成。在其他實施例中，載體108及基板102由相同或相似類型之玻璃製成。
保持載體108與基板102上的光源106a對準的替代解決方案係使用高度撓性基板。高度撓性基板可由聚醯亞胺或其他耐高溫聚合物膜製成，以允許組件焊接。高度撓性基板亦可由諸如FR4或玻璃纖維之材料製成，但厚度明顯小於通常。在某些示範性實施例中，0.4毫米厚度的FR4材料可用於基板102，該FR4材料可足夠撓性以吸收因改變的操作溫度引起的尺寸變化。
第3A圖係一示範性背光部分200a之簡化橫截面圖。背光部分200a與先前參照第1A圖至第1C圖描述並例示的背光部分100相似，除了以下之外：在背光部分200a中使用光源106b代替光源106a及使用包括圖案化反射器212之圖案化漫射器210a代替圖案化漫射器110b。雖然為簡單起見第3A圖例示出單個光源106b及對應的單個圖 案化反射器212，但應理解，背光部分200a可包括任何合適數目之光源106b及對應的圖案化反射器212。背光部分200a可包括如先前參照第1A圖至第1C圖描述並例示的基板102及反射層104。另外，背光部分200a包括位於載體108之上的光學膜堆疊(未示出)之第一層(例如，146)。光學膜堆疊之第一層可係漫射板、色彩轉換層、稜鏡膜或另一種合適之板或膜。在此實施例中，各圖案化反射器212位於載體108之第一表面上，其中該載體之第一表面面向複數個光源106b。
各光源106b沿著大於約10度的離軸角θ(即，離開與複數個光源106b配置在其中的平面正交的軸線)發出如107b所指示的峰強度光線。在某些示範性實施例中，離軸角θ在介於約10度與約80度之間的範圍內，諸如在介於約20度與約60度之間的範圍內。各圖案化反射器212包括空間透射率或空間反射率。對應光源106b之峰強度光線107b在等於R0的徑向位置r處攔截對應的圖案化反射器212。徑向位置r係在對應的圖案化反射器之平面中(沿著圖案化反射器之寬度或直徑)且自對應的圖案化反射器212之中心來測量。在與r等於0相比r滿足R0-50%*R0
Figure 110115228-A0305-12-0021-22
r
Figure 110115228-A0305-12-0021-23
R0+50%*R0情況下，反射率更大或透射率更小。在某些示範性實施例中，在r滿足R0-50%*R0
Figure 110115228-A0305-12-0021-24
r
Figure 110115228-A0305-12-0021-25
R0+50%*R0情況下，反射率最大或透射率最小。在另一個實施例中，在與r等於0相比r滿足R0-20%*R0
Figure 110115228-A0305-12-0021-26
r
Figure 110115228-A0305-12-0021-27
R0+20%*R0情況下，反射率更大或透射率更小。在其他實 施例中，在與r大於R0+50%相比r滿足R0-50%*R0
Figure 110115228-A0305-12-0022-20
r
Figure 110115228-A0305-12-0022-21
R0+50%*R0情況下，反射率更大或透射率更小。
在某些示範性實施例中，各光源106b係具有約200微米或更小的高度及約500微米或更小的寬度或直徑的迷你LED。當反射層104與圖案化漫射器210a之底表面之間的光學距離為約0.5毫米、1.0毫米或2.0毫米或更大時，R0可近似為R0=OD * tan(θ)，其中OD(以218指示)係反射層104與圖案化反射器212之間的光學距離。在其他實施例中，R0=S0/2+(OD-h0/2)* tan(θ)，其中S0係對應光源106b之寬度(或直徑)且h0(以216指示)係對應光源在反射層104上方之高度。光源106b可在含有法線方向及光線107b的不同平面中具有不同尺寸。
在第3A圖所例示之實施例中，各圖案化反射器212包括空間厚度輪廓，其中各圖案化反射器之最大厚度位於對應光源106b之峰強度光線107b攔截對應的圖案化反射器212的位置。在其他實施例中，各圖案化反射器212包括空間色坐標x，其中各圖案化反射器之最大色坐標x位於對應光源106b之峰強度光線107b攔截對應的圖案化反射器212的位置。在另一個實施例中，各圖案化反射器212包括空間色坐標y，其中各圖案化反射器之最大色坐標y位於對應光源106b之峰強度光線107b攔截對應的圖案化反射器212的位置。在另一個實施例中，各圖案化反射器212包括空間厚度輪廓、空間色坐標x及空間色坐標y，其中各圖案化反射器之最大厚度、最大色坐標x及最大色坐標y位於對 應光源106b之峰強度光線107b攔截對應的圖案化反射器212的位置。如本文所用，空間色坐標x及y根據1931 CIE色彩空間來定義。可使用不同之色彩空間來量化色彩，且可將任何其他色彩空間轉換成1931 CIE色彩空間。在第11A圖至第23E圖中，空間色坐標x及y分別表示為Cx及Cy。
第3B圖係一示範性背光部分200b之簡化橫截面圖。背光部分200b與先前參照第3A圖描述並例示的背光部分200a相似，除了以下之外：在背光部分200b中圖案化漫射器210b包括位於載體108之背向複數個光源106b的表面上的各圖案化反射器212。在此實施例中，R0=S0/2+(OD-h0/2)* tan(θ)+hg*sin(θ)/sqrt(n*n-sin(θ)*sin(θ))，其中S0(以214指示)係對應光源106b之寬度(或直徑)，h0(以216指示)係對應光源在反射層104上方之高度，OD(以218指示)係反射層與載體108之間的光學距離，hg(以219指示)係載體之厚度，n係載體之折射指數，且θ係對應光源之峰強度光線107b之離軸角。
雖然在一個橫截面中描述了峰強度光線，但它可隨方位角φ而變化。亦即，對於具有三維實體形狀的光源，峰強度陣列之離軸角θ係方位角φ之函數。每方位角φ下的各峰強度光線在徑向位置r=R0(φ)處攔截圖案化反射器，該徑向位置係方位角φ之函數。在圖案化反射器之平面中，在0度與360度之間變化的所有方位角φ下的R0集合形成 環繞圖案化反射器之中心的環。環之形狀可係橢圓形、圓形或另一種合適形狀。因此，與含有複數個光源106b的平面中的方位角φ相對應的一組等於R0的徑向位置r圍繞各對應的圖案化反射器212之中心，且在與r等於0相比r滿足R0(φ)-50%*R0(φ)
Figure 110115228-A0305-12-0024-16
r
Figure 110115228-A0305-12-0024-17
R0(φ)+50%*R0(φ)及0°
Figure 110115228-A0305-12-0024-18
φ
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360°情況下，反射率更大或透射率更小。
第4圖係另一個示範性背光部分220之簡化橫截面圖。背光部分220與先前參照第3A圖描述並例示的背光部分200a相似，除了以下之外：背光部分220包括圖案化漫射器240，在背光部分220中使用圖案化反射器242代替圖案化反射器212。在一個實施例中，各圖案化反射器242包括例如以244指示的複數個實體部段，及與複數個實體部段244交錯的例如以246指示的複數個開口部段。各實體部段244及各開口部段246可係環狀的，諸如圓形、橢圓形或與對應光源106b對準的另一種合適形狀。在另一個實施例中，各圖案化反射器242包括例如以246指示的複數個開口(例如，圓柱形開口)。位於距各圖案化反射器242之中心相同距離處的開口246可呈環狀配置，諸如圓形、橢圓形或與對應光源106b對準的另一種合適形狀。
各實體部段244之空間開口孔徑比率A(r)可等於As(r)/(As(r)+Ao(r))，其中r係距對應的圖案化反射器242之中心的距離，As(r)係對應的實體部段244之面積，且Ao(r)係對應的開口部段246之面積。在此實施例中，各圖案化反射器242包括空間開口孔徑比率輪廓，其 中各圖案化反射器之最小開口孔徑比率位於對應光源106b之峰強度光線107b攔截對應的圖案化反射器的位置。
各圖案化反射器242包括反射材料圖案以產生可變漫反射器。反射材料可包括例如：金屬箔，諸如銀、鉑、金、銅及類似者；介電材料(例如，諸如PTFE之聚合物)；多孔聚合物材料，諸如PET、PMMA、PEN、PES等；多層介電干涉塗層或反射油墨，包括白色無機微粒(例如，二氧化鈦、硫酸鋇等)；或適合於反射光的其他材料。
各圖案化反射器242可例如藉由用白色油墨、黑色油墨、金屬油墨或其他合適油墨印刷(例如，噴墨印刷、網板印刷、微印刷等)圖案來形成。各圖案化反射器242亦可藉由以下方式來形成：首先例如藉由物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)或任何數目之塗佈技術(諸如例如狹縫模具或噴塗)來沉積白色或金屬材料之連續層，然後藉由光微影法或其他已知區域選擇性材料去除方法對該層進行圖案化。
第3A圖至第4圖之實施例可經修改以包括位於光源106b之上的封裝層。封裝層可係平面層或球形圓頂。在此情況下，徑向位置R0可由於封裝層之折射指數而不同。在其他實施例中，可不包括載體108，且圖案化反射器212或242可位於光源106b之上的封裝層上。在又一些實施例中，載體可係位於光源106b之上的封裝層。再者，在此情況下，徑向位置R0可由於封裝層之折射指數而不同。
第5圖係一示範性背光部分300之橫截面圖。背光部分300與先前參照第1A圖至第1C圖描述並例示的背光部分100相似，除了以下之外：在背光部分300中各圖案化反射器112面向對應光源106a。背光部分300可包括如先前參照第1A圖至第1C圖描述並例示的基板102、反射層104及複數個光源106a。在此實施例中，圖案化漫射器110a包括載體108(例如，導光板)，該載體具有第一表面304及與該第一表面相對的第二表面306。複數個圖案化反射器112位於載體108之第一表面304上，其中該載體之第一表面304面向複數個光源106a。
第6A圖係一示範性圖案化漫射器320a之橫截面圖。圖案化漫射器320a與先前參照第5圖描述並例示的圖案化漫射器110a相似，除了以下之外：圖案化漫射器320a包括漫射層322。漫射層322位於載體108之第二表面306上。圖案化漫射器320a用以配置成使載體108之第一表面304在背光內面向複數個光源106a。在另一個實施例中，漫射層322可配置在載體108之第一表面304與複數個圖案化反射器112之間。
漫射層322在背光內背向複數個光源106a(未示出)。漫射層322改良自光源106a發出的光之橫向擴散，從而改良光均勻性。漫射層322可具有鏡面反射率及漫反射率與鏡面透射率及漫透射率。鏡面反射率或透射率係沿著鏡面方向的反射或透射光之百分比，其中0或8度取決於測量設置，而漫反射率或透射率係不包括鏡面反射率或透 射率的反射或透射光之百分比。漫射層322可具有霧度及透射率。漫射層322可具有例如約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%或更大的霧度及約20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%或更大的透射率。在某些示範性實施例中，漫射層322具有約70%的霧度及約90%的總透射率。在其他實施例中，漫射層322具有約88%的霧度及約96%的總透射率。在其他實施例中，漫射層322具有約99%的霧度及約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%的總透射率。按照美國試驗與材料學會(American Society for Testing and Materials，ASTM)D1003「透明塑膠之霧度及光透射率之標準試驗方法(Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics)」，霧度經定義為經散射使得其方向偏離入射光束之方向多於2.5度的透射光之百分比，且透射率經定義為的透射光之百分比。可藉由各種霧度計來測量霧度及透射率。
漫射層322漫射來自光源106a的光線。作為結果，背光之圖案化反射器112可薄於不包括漫射層322而仍然有效隱藏光源106a的背光之圖案化反射器。漫射層322亦漫射原本將經歷全內反射的光線。另外，漫射層322漫射由背光內的色彩轉換層、漫射薄片或漫射板(例如，第2圖之146)反射回的任何光線。因此，漫射層322增加由色彩轉換層、漫射薄片或漫射板及位於漫射板或漫射薄片之上 的任何稜鏡膜(諸如一或兩個輝度增強膜)引起的光回收效應。
在某些示範性實施例中，漫射層322包括均勻或連續的散射顆粒層。散射層322被認為包括均勻的散射顆粒層，其中相鄰散射顆粒之間的距離小於光源尺寸之五分之一。無論漫射層322相對於光源的位置如何，漫射層322都表現出相似的漫射特性。散射顆粒可例如位於包括微米尺寸或奈米尺寸散射顆粒(諸如氧化鋁顆粒、TiO2顆粒、PMMA顆粒或其他合適顆粒)的透明或白色油墨內。顆粒尺寸可例如在自約0.1微米至約10.0微米之範圍內變化。在其他實施例中，漫射層322可包括防眩光圖案。防眩光圖案可由聚合物珠層形成或者可蝕刻而成。在此實施例中，漫射層322可具有例如約1微米、3微米、7微米、14微米、21微米、28微米或50微米厚度或另一合適厚度。
在某些示範性實施例中，漫射層322可包括可經由網板印刷施加至載體108的圖案。漫射層322可經網板印刷於施加至載體108的底漆層(例如，黏合劑層)上。在其他實施例中，漫射層322可藉由經由黏合劑層將漫射層積層至載體而施加至載體108。在又一些實施例中，漫射層322可藉由將漫射層壓印(例如，熱或機械壓印)至載體中，將漫射層衝壓(例如，滾筒式衝壓)至載體中或將漫射層射出成型而施加至載體108。在又一些實施例中，漫射層322可藉由對載體進行蝕刻(例如，化學蝕刻)而施加至載體 108。在一些實施例中，漫射層322可用雷射(例如，雷射破壞)施加至載體108。
在又一些實施例中，漫射層322可包括複數個空心珠。空心珠可係塑膠空心珠或玻璃空心珠。空心珠例如可係以交易名稱「3M GLASS BUBBLES iM30K」購自3M公司的玻璃氣泡。這些玻璃氣泡具有玻璃組成物，包括在自約70重量%至約80重量%之範圍內的SiO2、在自約8重量%至約15重量%之範圍內的鹼土金屬氧化物、及在自約3重量%至約8重量%之範圍內的鹼金屬氧化物、及在自約2重量%至約6重量%之範圍內的B2O3，其中各重量%係以玻璃氣泡之總重量計。在某些示範性實施例中，空心珠之尺寸(即，直徑)可例如自約8.6微米變化至約23.6微米，其中中值尺寸為約15.3微米。在另一個實施例中，空心珠之尺寸可例如自約30微米變化至約115微米，其中中值尺寸為約65微米。在又一些實施例中，漫射層322可包括複數個奈米尺寸色彩轉換顆粒，諸如紅色及/或綠色量子點或其他合適磷光體顆粒。在又一些實施例中，漫射層322可包括複數個空心珠、奈米尺寸散射顆粒及奈米尺寸色彩轉換顆粒，諸如紅色及/或綠色量子點或其他合適磷光體顆粒(諸如氟矽酸鉀(potassium fluorosilicate，PFS)基磷光體)。
空心珠可首先與溶劑(例如，甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone，MEK))均勻混合，隨後與任何合適之黏結劑(例如，甲基丙醯酸甲酯及二氧化矽)混合，然後在必 要時藉由熱或紫外線(ultraviolet，UV)固化固定以形成糊劑。糊劑然後可經由狹縫塗佈、網板印刷或任何其他合適手段沉積至載體108之表面上以形成漫射層322。在此實施例中，漫射層322可具有例如介於約10微米至約100微米之間的厚度。在另一個實施例中，漫射層322可具有介於約100微米與約300微米之間的厚度。在需要時可使用多個塗層來形成厚漫射層。在各實例中，漫射層322之霧度可大於99%，如用諸如BYK-Gardner之Haze-Gard之霧度計測量的。在漫射層322內使用空心珠之兩個優點包括1)減少漫射層322之重量；及2)在小厚度下達成所要霧度水準。
第6B圖包括一示範性圖案化漫射器320b之橫截面圖。圖案化漫射器320b與先前參照第6A圖描述並例示的圖案化漫射器320a相似，除了以下之外：圖案化漫射器320b用以配置成使載體108之第一表面304在背光內背向複數個光源106a。
第7A圖係另一個示範性圖案化漫射器340a之橫截面圖。圖案化漫射器340a與先前參照第5圖描述並例示的圖案化漫射器110a相似，除了以下之外：圖案化漫射器340a包括封裝層342。封裝層342位於載體108之第一表面304上且封裝複數個圖案化反射器112中之各圖案化反射器。圖案化漫射器340a用以配置成使載體108之第一表面304在背光內面向複數個光源106a。封裝層342可包括澄清樹脂材料、矽氧或另一種合適材料。澄清樹脂材料、 矽氧或另一種合適材料應具有超過約60%且較佳地超過約90%之透射率。封裝層342可包括奈米尺寸或微米尺寸散射顆粒。
第7B圖係另一個示範性圖案化漫射器340b之橫截面圖。圖案化漫射器340b與先前參照第7A圖描述並例示的圖案化漫射器340a相似，除了以下之外：圖案化漫射器340b用以配置成使載體108之第一表面304在背光內背向複數個光源106a。
第8A圖係另一個示範性圖案化漫射器360a之橫截面圖。圖案化漫射器360a與先前參照第5圖描述並例示的圖案化漫射器110a相似，除了以下之外：圖案化漫射器360a包括位於載體108之第一表面304及第二表面306二者上的複數個圖案化反射器112。圖案化漫射器360a包括位於載體108之第一表面304上的複數個第一圖案化漫射器112a。各第一圖案化反射器112a用以在背光內與對應光源106a對準。圖案化漫射器360a亦包括位於載體108之第二表面306上的複數個第二圖案化漫射器112b。各第二圖案化反射器112b用以在背光內與對應光源106a對準。圖案化漫射器360a可配置成使載體108之第一表面304或第二表面306在背光內面向複數個光源106a。第一圖案化反射器112a及第二圖案化反射器112b可相同或者可不相同。
第8B圖係另一個示範性圖案化漫射器360b之橫截面圖。圖案化漫射器360b與先前參照第8A圖描述並例示 的圖案化漫射器360a相似，除了以下之外：圖案化漫射器360b包括封裝層342a及342b。封裝層342a位於載體108之第一表面304上且封裝複數個第一圖案化反射器112a中之各第一圖案化反射器。封裝層342b位於載體108之第二表面306上且封裝複數個第二圖案化反射器112b中之各第二圖案化反射器。各封裝層342a及342b可包括澄清樹脂材料、矽氧或另一種合適材料。圖案化漫射器360b可配置成使載體108之第一表面304或第二表面306在背光內面向複數個光源。
第9A圖係具有偵測器420的一示範性空間均勻且成角度的朗伯光源400a之橫截面圖，該偵測器測量空間輝度及色坐標。空間均勻且成角度的朗伯光源400a包括基板402、複數個光源406a、第一體積漫射板408、膜堆疊410及第二體積漫射板412。膜堆疊410可包括色彩轉換層、一或兩個稜鏡膜及/或一或兩個漫射薄片。
複數個光源406a經配置於基板402上且與基板402電氣通信。在某些示範性實施例中，複數個光源406a中之各光源係藍色發光二極體(light emitting diode，LED)。第一體積漫射板408經配置於複數個光源406a之上。在某些示範性實施例中，可使用光學黏合劑(未示出)來將複數個光源406a耦合至第一體積漫射板408。膜堆疊410經配置於第一體積漫射板408之上。第二體積漫射板412經配置於膜堆疊410之上。
相鄰光源406a之間的節距P以426指示。雖然在第9A圖中沿著一個方向例示出節距，但在與所例示之方向正交的方向上節距可不同。節距可例如為約5毫米、2毫米、1毫米或0.5毫米或小於約0.5毫米。第一體積漫射板408及第二體積漫射板412各自可例如具有約3毫米厚度。偵測器420用以測量空間輝度及色坐標。偵測器420可例如係來自Radiant Vision Systems的ProMetric®成像色度計(型號IC-PMI16)或另一種等效儀器。
第9B圖係具有偵測器420的另一個示範性空間均勻且成角度的朗伯光源400b之橫截面圖，該偵測器測量空間輝度及色坐標。空間均勻且成角度的朗伯光源400b包括基板402、複數個光源406b及體積漫射板414。複數個光源406b經配置於基板402上且與基板402電氣通信。在某些示範性實施例中，複數個光源406b中之各光源係白色LED。體積漫射板414經配置於複數個光源406b之上。在某些示範性實施例中，可使用光學黏合劑(未示出)來將複數個光源406b耦合至體積漫射板414。
相鄰光源406b之間的節距P以426指示。雖然在第9B圖中沿著一個方向例示出節距，但在與所例示之方向正交的方向上節距可不同。節距可例如為約5毫米、2毫米、1毫米或0.5毫米或小於約0.5毫米。體積漫射板414可例如具有約6毫米厚度。在某些示範性實施例中，可用具有總厚度等於體積漫射板414之厚度的二或更多個體積漫射板替換體積漫射板414。
雖然已經描述並例示出兩個示範性空間均勻且成角度的朗伯光源400a及400b，但本文中可使用具有其他組態的空間均勻且成角度的朗伯光源。
第10A圖係一示範性測量設置500a之橫截面圖，該示範性測量設置包括空間均勻且成角度的朗伯光源400a與示範性圖案化漫射器110a及偵測器420。在此實施例中，圖案化漫射器110a經配置成使得載體108之第一表面304面向空間均勻且成角度的朗伯光源400a。偵測器420用以測量載體108上的圖案化反射器112之空間輝度及色坐標。
第10B圖係一示範性測量設置500b之橫截面圖，該示範性測量設置包括空間均勻且成角度的朗伯光源400a與示範性圖案化漫射器110b及偵測器420。在此實施例中，圖案化漫射器110b經配置成使得載體108之第一表面304背向空間均勻且成角度的朗伯光源400a。偵測器420用以測量載體108上的圖案化反射器112之空間輝度及色坐標。
雖然第10A圖及第10B圖例示出使用空間均勻且成角度的朗伯光源400a來測量載體108上的圖案化反射器112之空間輝度及色坐標的測量設置，但在其他實施例中可使用空間均勻且成角度的朗伯光源400b或等效光源。另外，雖然第10A圖及第10B圖中例示出圖案化漫射器110a/110b，但相似之測量設置可用於其他圖案化漫射器，諸如先前所描述之圖案化漫射器210a/210b、240、 320a/320b、340a/340b、360a及360b。第11A圖至第11C圖至第23A圖至第23E圖之以下圖表包括使用第10A圖及第10B圖之測量設置500a及500b判定的測量結果。
第11A圖至第11C圖分別係一示範性成角度的朗伯光源400a及兩種定向的一示範性圖案化漫射器(例如，110a/110b)之所測量空間色坐標Cx(r)、所測量空間色坐標Cy(r)及所測量空間輝度(r)之圖表，其中r係徑向位置。相對於圖案化反射器112之中心以毫米為單位測量徑向位置r，其範圍為自與圖案化反射器之中心相對應的0至與圖案化反射器之最大徑向位置相對應的rmax。各圖表係使用以下項判定的：第9A圖之用於示範性成角度的朗伯光源400a之測量設置；第10A圖之用於複數個圖案化反射器112面向成角度的朗伯光源400a的圖案化漫射器110a之測量設置；及第10B圖之用於複數個圖案化反射器112背向成角度的朗伯光源400a的圖案化漫射器110b之測量設置。
在第11A圖之圖表中，由實心三角形指示空間均勻且成角度的朗伯光源之所測量空間色坐標Cx(r)(在本文中表示為Cx0(r))。由空心圓形指示位於載體108之底部上的圖案化反射器112面向成角度的朗伯光源400a的圖案化漫射器110a之所測量空間色坐標Cx(r)(在本文中表示為Cx1(r))。由實心圓形指示位於載體108之頂部上的 圖案化反射器112背向光源400a的圖案化漫射器110b之所測量空間色坐標Cx(r)(在本文中表示為Cx2(r))。
在第11B圖之圖表中，由實心三角形指示空間均勻且成角度的朗伯光源之所測量空間色坐標Cy(r)(在本文中表示為Cy0(r))。由空心圓形指示位於載體108之底部上的圖案化反射器112面向成角度的朗伯光源400a的圖案化漫射器110b之所測量空間色坐標Cy(r)(在本文中表示為Cy1(r))。由實心圓形指示位於載體108之頂部上的圖案化反射器112背向成角度的朗伯光源400a的圖案化漫射器110b之所測量空間色坐標Cy(r)(在本文中表示為Cy2(r))。
在第11C圖之圖表中，由實心三角形指示空間均勻且成角度的朗伯光源之所測量空間輝度(r)(在本文中表示為輝度0(r))。由空心圓形指示位於載體108之底部上的圖案化反射器112面向成角度的朗伯光源400a的圖案化漫射器110a之所測量空間輝度(r)(在本文中表示為輝度1(r))。由實心圓形指示位於載體108之頂部上的圖案化反射器112背向成角度的朗伯光源400a的圖案化漫射器110b之所測量空間輝度(r)(在本文中表示為輝度2(r))。輝度以尼特為單位進行測量。
如第11A圖至第11C圖之圖表所示，自空間均勻且成角度的朗伯光源400a測量的空間色坐標Cx0(r)及Cy0(r)及空間輝度0(r)實質上係平坦的，與感興趣區域中的徑向位置r無關，在此實例中該徑向位置r介於r等於0與 rmax等於約3.2毫米之間。對於Cx0及Cy0，感興趣區域中之r的定義為|max(Cx0(r))-min(Cx0(r))|及|max(Cy0(r))-min(Cy0(r))|的色坐標之絕對最大差值分別小於約0.002。對於Cx0及Cy0，定義為|100%-min(Cx0(r))/max(Cx0(r))|及|100%-min(Cy0(r))/max(Cy0(r))|的色坐標之相對最大差值分別小於約1%。定義為|100%-min(輝度0(r))/max(輝度0(r))|的輝度之相對最大差值對於輝度0小於約2%。以上所測量空間分佈係成角度的朗伯光源400a或400b之特性。儘管未示出，但成角度的朗伯光源400a或400b之角度輝度分佈幾乎遵循朗伯分佈。空間均勻且成角度的朗伯光源400a可經構造有不同節距之LED或構造有不同之體積漫射板，只要光源提供的空間輝度及空間色坐標滿足以上條件即可。
所測量Cx1(r)、Cy1(r)、輝度1(r)、Cx2(r)、Cy2(r)及輝度2(r)可隨成角度的朗伯光源400a之色坐標Cx0(r)及Cy0(r)及輝度0(r)而強烈地變化。圖案化漫射器110a/110b之與成角度的朗伯光源400a之色坐標Cx0(r)及Cy0(r)及輝度0(r)無關或對其不靈敏的特性為透射率及色移。圖案化漫射器110a之色移可由色坐標差值DCx1(r)≡Cx1(r)-Cx0(r)及DCy1(r)≡Cy1(r)-Cy0(r)及/或色坐標比率RCx1(r)≡Cx1(r)/Cx0(r)及RCy1(r)≡Cy1(r)/Cy0(r)來描述，其中符號「≡」意指「定義為」。圖案化漫射器110a之透射率可由輝度比率 RL1(r)≡輝度1(r)/輝度0(r)來描述。同樣，圖案化漫射器110b之色移可由色坐標差值DCx2(r)≡Cx2(r)-Cx0(r)及DCy2(r)≡Cy2(r)-Cy0(r)及/或色坐標比率RCx2(r)≡Cx2(r)/Cx0(r)及RCy2(r)≡Cy2(r)/Cy0(r)來描述。圖案化漫射器110b之透射率可由輝度比率RL2(r)≡輝度2(r)/輝度0(r)來描述。
第12A圖至第12E圖分別係自第11A圖至第11C圖推導出的色坐標差值DCx1(r)≡Cx1(r)-Cx0(r)及DCx2(r)≡Cx2(r)-Cx0(r)、色坐標差值DCy1(r)≡Cy1(r)-Cy0(r)及DCy2(r)≡Cy2(r)-Cy0(r)、色坐標比率RCx1(r)≡Cx1(r)/Cx0(r)及RCx2(r)≡Cx2(r)/Cx0(r)、色坐標比率RCy1(r)≡Cy1(r)/Cy0(r)及RCy2(r)≡Cy2(r)/Cy0(r)、及輝度比率RL1(r)≡輝度1(r)/輝度0(r)及RL2(r)≡輝度2(r)/輝度0(r)之圖表。
如第12A圖及第12B圖所示，色坐標差值DCx1(r)、DCx2(r)、DCy1(r)及DCy2(r)具有以下特徵：
1)與在r=rmax處相比，各曲線在r=0處具有實質更大的值，亦即DCx1(0)
Figure 110115228-A0305-12-0038-12
DCx1(rmax)+0.005；DCy1(0)
Figure 110115228-A0305-12-0038-13
DCy1(rmax)+0.005；DCx2(0)
Figure 110115228-A0305-12-0038-14
DCx1(rmax)+0.005；及DCy2(0)
Figure 110115228-A0305-12-0038-15
DCy2(rmax)+0.005。
2)差值DCx1(r)-DCx2(r)及DCy1(r)-DCy2(r)隨徑向位置r而變化。|[DCx1(0)-DCx2(0)]-[DCx1(rmax)-DCx2(rmax)]|大於或等於約0.01或至少大於或等於約0.005。|[DCy1(0)-DCy2(0)]-[DCy1(rmax)-DCy2(rmax)]|大於或等於約0.01或至少大於或等於約0.005。
3)對於r介於0與預定值之間(在此實例中為約0.7mm)，曲線DCx1(r)、DCy1(r)、DCx2(r)及DCy2(r)相對平坦且變化不多於約0.005。
4)隨著r自0增加至rmax，該些曲線一般趨於更低或保持平坦。DCx1自r=0處的約0.022降低至r=rmax處的約0.008，而DCx2自r=0處的約0.032降低至r=rmax處的約0.005。DCy1自r=0處的約0.022降低至r=rmax處的約0.010，而DCy2自r=0處的約0.032降低至r=rmax處的約0.008。
5)當r小於約2的臨界值時，DCx1(r)<DCx2(r)且Dcy1(r)<DCy2(r)；且當r大於該臨界值時，DCx1(r)>DCx2(r)且DCy1(r)>DCy2(r)。
6)在r=0處且介於0與rmax之間，DCx1(r)、DCy1(r)、DCx2(r)及DCy2(r)大於0。
如第12C圖及第12D圖所示，色坐標比率RCx1(r)、RCy1(r)、RCx2(r)及RCy2(r)具有以下特徵：
1)與在r=rmax處相比，各曲線在r=0處具有實質更大的值，亦即RCx1(0)
Figure 110115228-A0305-12-0040-6
RCx1(rmax)+3%；RCy1(0)
Figure 110115228-A0305-12-0040-7
RCy1(rmax)+3%；RCx2(0)
Figure 110115228-A0305-12-0040-8
RCx1(rmax)+3%；且RCy2(0)
Figure 110115228-A0305-12-0040-9
RCy2(rmax)+3%。
2)差值RCx1(r)-RCx2(r)及RCy1(r)-RCy2(r)隨徑向位置r而變化。|[RCx1(0)-RCx2(0)]-[RCx1(rmax)-RCx2(rmax)]|
Figure 110115228-A0305-12-0040-10
3%。|[RCy1(0)-RCy2(0)]-[RCy1(rmax)-RCy2(rmax)]|
Figure 110115228-A0305-12-0040-11
3%。
3)對於r介於0與預定值之間(在此實例中為約0.7mm)，曲線RCx1(r)、RCy1(r)、RCx2(r)及RCy2(r)相對平坦且變化不多於約3%。
4)隨著r自0增加至rmax，該些曲線一般趨於更低或保持平坦。RCx1自r=0處的約107%降低至r=rmax處的約103%；而RCx2自r=0處的約111%降低至r=rmax處的約102%。RCy1自r=0處的約107%降低至r=rmax處的約103%；而RCy2自r=0處的約110%降低至r=rmax處的約102%。
5)當r小於約2的臨界值時，RCx1(r)<RCx2(r)且Rcy1(r)<RCy2(r)；且當r大於該臨界值時，RCx1(r)>RCx2(r)且RCy1(r)>RCy2(r)。
6)在r=0處且介於0與rmax之間，RCx1(r)、RCy1(r)、RCx2(r)及RCy2(r)大於約1。
如第12E圖所示，輝度比率RL1(r)及RL2(r)具有以下特徵：
1)與在r=rmax處相比，各曲線在r=0處具有實質更小的值，亦即RL1(0)<RL1(rmax)-3%且RL2(0)
Figure 110115228-A0305-12-0041-4
RL2(rmax)-3%。
2)差值RL1(r)-RL2(r)隨徑向位置r而變化。|[RL1(0)-RL2(0)]-[RL1(rmax)-RL2(rmax)]|
Figure 110115228-A0305-12-0041-5
3%。
3)對於r介於0與預定值之間(在此實例中為約0.7mm)，曲線RL1(r)及RL2(r)相對平坦且變化不多於約3%。
4)隨著r自0增加至rmax，該些曲線一般趨於更高或保持平坦。RL1自r=0處的約60%增加至r=rmax處的約99%；而RL2自r=0處的約40%增加至r=rmax處的約110%。
5)當r小於約2的臨界值時，RL1(r)>RL2(r)；且當r大於該臨界值時，RL1(r)<RL2(r)。
6)RL1(r)及RL2(r)小於r=0處的100%。
7)RL2(rmax)>100%，指示圖案化漫射器將r=0附近的光重新分佈至遠離圖案化漫射器之中心的區域。
以上曲線之相對平坦部分及以下所描述之那些可稱為實質平坦部段。以上曲線之遞增或遞減部分及以下所描述之那些可稱為彎曲部段。
第13A圖至第13E圖分別係一當用具有空間均勻漫射層的比較光學組件替換圖案化漫射器110a/110b時的色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標 比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表。如第13A圖至第13E圖所示，曲線DCx1(r)、DCy1(r)、DCx2(r)、DCy2(r)、RCx1(r)、RCy1(r)、RCx2(r)、RCy2(r)、RL1(r)及RL2(r)中之各者實質上係平坦的，與徑向位置無關。在r=0處及在r=rmax處，各曲線具有實質相同的值。例如，|DCx1(0)-DCx1(rmax)|<0.004，|DCy1(0)-DCx1(rmax)|<0.004，|DCx2(0)-DCx2(rmax)|<0.004，|DCy2(0)-DCy2(rmax)|<0.004，|RCx1(0)-RCx1(rmax)|<2%，|RCy1(0)-RCx1(rmax)|<2%，|RCx2(0)-RCx2(rmax)|<2%，|RCy2(0)-RCy2(rmax)|<2%，|RL1(0)-RL1(rmax)|<2%及|RL2(0)-RL2(rmax)|<2%。另外，差值DCx1(r)-DCx2(r)、DCy1(r)-DCy2(r)、RCx1(r)-RCx2(r)、RCx1(r)-RCx2(r)及RL1(r)-RL2(r)亦實質上與r之值無關。例如，|[DCx1(0)-DCx2(0)]-[DCx1(rmax)-DCx2(rmax)]|<0.004，|[DCy1(0)-DCy2(0)]-[DCy1(rmax)-DCy2(rmax)]|<0.004，|[RCx1(0)-RCx2(0)]-[RCx1(rmax)-RCx2(rmax)]|<2%，|[RCy1(0)-RCy2(0)]-[RCy1(rmax)-RCy2(rmax)]|<2%及|[RL1(0)-RL2(0)]-[RL1(rmax)-RL2(rmax)]|<2%。以上結果亦適用於比較光學組件，該比較光學組件係約2毫米厚的體積漫射板，可在LCD背光中找到。
第14A圖至第14E圖分別係另一示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表。該些曲線分別與第12A圖至第12E圖之曲線定性上相似，但定量上不同。例如，RL1自r=0處的約65%增加至r=rmax處的約100%；而RL2自r=0處的約30%增加至r=rmax處的約110%，如第14E圖所示。
第15A圖至第15E圖分別係另一示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表。該些曲線分別具有與第12A圖至第12E圖相似的行為，但亦具有不同的特徵。例如，DCx2、DCy2、RCx2及RCy2中之各者自r=0起增加並在約r=0.7mm處達到最大值。然後，各者自約r=0.7mm降低至約r=1.5mm。各者在約r=1.5mm至約r=2.5mm之間保持平坦，然後自約r=2.5mm降低至r=rmax。
第16A圖至第16E圖分別係另一示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比 率RL1(r)及RL2(r)之圖表。該些曲線分別具有與第15A圖至第15E圖中之那些相似的行為。例如，DCx2、DCy2、RCx2或RCx2中之各者自r=0起增加並在約r=0.7mm處達到最大值。然後，各者自約r=0.7mm降低至約r=1.5mm。各者在約r=1.5mm至約r=2.5mm之間保持平坦，然後自約r=2.5mm降低至r=rmax。RL2自r=0起降低並在約r=0.7mm處達到最小值。RL2然後自約r=0.7mm增加至約r=1.5mm。在約r=1.5mm至約r=2.5mm之間，RL2保持平坦。RL2然後自約r=2.5mm增加至r=rmax。
第17A圖至第17E圖分別係另一示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表。該些曲線分別具有與第16A圖至第16E圖中之那些相似的行為。例如，DCx2、DCy2、RCx2及RCx2中之各者自r=0起增加並在約r=0.7mm處達到最大值。然後，各者自約r=0.7mm降低至約r=1.5mm。各者在約r=1.5mm至約r=2.5mm之間保持平坦，然後自約r=2.5mm降低至r=rmax。RL2自r=0起降低並在約r=0.7mm處達到最小值。RL2然後自約r=0.7mm增加至約r=1.5mm。在約r=1.5mm至約r=2.5mm之間，RL2保持平坦。RL2然後自約r=2.5mm增加至r=rmax。
第18A圖至第18E圖分別係另一示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表。該些曲線相較於第12A圖至第12E圖中之那些分別具有一些相似行為及一些不同行為。例如，與第12A圖至第12E圖相似，對於小於臨界值的r，DCx1(r)<DCx2(r)且RCx1(r)<RCx2(r)。與第12A圖至第12E圖不同，對於所有r，DCy1(r)<DCy2(r)且RCy1(r)<RCy2(r)。另外，當r大於臨界值時，DCy1(r)及DCy2(r)可變為小於0，RCy1(r)及RCy2(r)可變為小於100%，且RL1(r)及RL2(r)可變為大於100%。
第19A圖至第19E圖分別係另一示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表。該些曲線相較於第18A圖至第18E圖中之那些分別具有一些相似行為及一些不同行為。具體而言，對於所有r，DCx1(r)<DCx2(r)且RCx1(r)<RCx2(r)。對於所有r，DCy1(r)<DCy2(r)且RCy1(r)<RCy2(r)。對於所有r，DCy1(r)<0且DCy2(r)>0，RCy1(r)<100%且RCy2(r)>100%。
第20A圖至第20E圖分別係另一示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)及DCx2(r)、色坐標差值DCy1(r)及DCy2(r)、色坐標比率RCx1(r)及RCx2(r)、色坐標比率RCy1(r)及RCy2(r)、及輝度比率RL1(r)及RL2(r)之圖表。該些曲線相較於第19A圖至第19E圖中之那些分別具有一些相似行為及一些不同行為。具體而言，對於所有r，DCx1(r)<DCx2(r)且RCx1(r)<RCx2(r)。對於所有r，DCy1(r)>DCy2(r)且RCy1(r)>RCy2(r)。
關於第21A圖至第21E圖至第23A圖至第23E圖之剩餘實施例中之各者，例示出根據第10A圖之用於兩個示範性圖案化漫射器之設置測量的色坐標差值DCx1(r)、DCy1(r)、色坐標比率RCx1(r)、RCy1(r)及輝度比率RL1(r)。根據第10B圖之設置測量的色坐標差值DCx2(r)、DCy2(r)、色坐標比率RCx2(r)、RCy2(r)及輝度比率RL2(r)與參照第12A圖至第12E圖及第14A圖至第14E圖至第20A圖至第20E圖描述的那些相似。
第21A圖至第21E圖分別係另兩個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)、色坐標差值DCy1(r)、色坐標比率RCx1(r)、色坐標比率RCy1(r)及輝度比率RL1(r)之圖表。空心圓形指示第一圖案化漫射器(PDIF-1)之資料點，而實心圓形指示第二圖案化漫射器(PDIF-2)之資料點。
第22A圖至第22E圖分別係另兩個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)、色坐標差值DCy1(r)、色坐標比率RCx1(r)、色坐標比率RCy1(r)及輝度比率RL1(r)之圖表。空心圓形指示第三圖案化漫射器(PDIF-3)之資料點，而實心圓形指示第四圖案化漫射器(PDIF-4)之資料點。如第22A圖至第22E圖所示，就DCx1(r)、DCy1(r)、RCx1(r)及RCy1(r)而言，PDIF-3在空間色移方面具有小的斜率。該些曲線幾乎線性地自r=0降低至r=rmax，分別降低約0.003、0.004、0.8%及0.1%。在其他實施例中，該些曲線可降低甚至更小的量。然而，PDIF-3之空間輝度比率RL1(r)幾乎線性地自r=0處的約70%增加至r=rmax處的約82%。
第23A圖至第23E圖分別係另兩個示範性圖案化漫射器之色坐標差值DCx1(r)、色坐標差值DCy1(r)、色坐標比率RCx1(r)、色坐標比率RCy1(r)及輝度比率RL1(r)之圖表。空心圓形指示第五圖案化漫射器(PDIF-5)之資料點，而實心圓形指示第六圖案化漫射器(PDIF-6)之資料點。
重新參照第8A圖，圖案化漫射器360a可包括位於載體108之相對表面上的圖案化反射器112a及112b。當圖案化反射器112a及112b實質上相同時，圖案化漫射器360a係相似的，無論在第10A圖或第10B圖之測量設置中是載體108之第一表面304還是第二表面306面向成角度的朗伯光源400a。在此情況下，DCx1(r)、DCy1(r)、 RCx1(r)、RCy1(r)及RL1(r)實質上分別與DCx2(r)、DCy2(r)、RCx2(r)、RCy2(r)及RL2(r)相同。因此，對於在0及rmax之範圍內的所有r，|DCx1(r)-DCx2(r)|<0.005，|DCy1(r)-DCy2(r)|<0.005，|RCx1(r)-RCx2(r)|<3%，|RCy1(r)-RCy2(r)|<3%且|RL1(r)-RL2(r)|<3%。
重新參照第8B圖，圖案化漫射器360b可包括分別位於載體108之相對表面上封裝於對應封裝層342a及342b中的圖案化反射器112a及112b。當圖案化反射器112a及112b實質上相同且封裝層342a及342b實質上相同時，圖案化漫射器360b係相似的，無論在第10A圖或第10B圖之測量設置中是載體108之第一表面304還是第二表面306面向成角度的朗伯光源400a。因此，對於在0及rmax之範圍內的所有r，|DCx1(r)-DCx2(r)|<0.005，|DCy1(r)-DCy2(r)|<0.005，|RCx1(r)-RCx2(r)|<3%，|RCy1(r)-RCy2(r)|<3%且|RL1(r)-RL2(r)|<3%。
第24圖係另一個示範性LCD 600之橫截面圖。LCD 600包括背光部分100，該背光部分包括如先前參照第1A圖至第1C圖描述並例示的圖案化漫射器110b。另外，LCD 600之背光包括位於背光部分100之上的色彩轉換層148(例如，量子點膜或磷光體膜)、位於色彩轉換層148之上的漫射板146、可選地位於漫射板146之上的稜鏡膜150、及可選地位於稜鏡膜150之上的反射極化器152。 LCD 600亦包括位於背光之反射極化器152之上的顯示面板154。在某些示範性實施例中，反射極化器152可結合至顯示面板154。
在此實施例中，圖案化漫射器110b可稱為第一漫射板，且漫射板146可稱為第二漫射板。雖然第24圖中所示的第一漫射板110b係先前參照第1A圖描述的圖案化漫射器，但在其他實施例中，第一漫射板110b可與如先前所描述之第二漫射板146、圖案化漫射器210a(第3A圖)、圖案化漫射器210b(第3B圖)、圖案化漫射器240(第4圖)、圖案化漫射器110a(第5圖)、圖案化漫射器320a(第6A圖)、圖案化漫射器320b(第6B圖)、圖案化漫射器340a(第7A圖)、圖案化漫射器340b(第7B圖)、圖案化漫射器360a(第8A圖)、圖案化漫射器360b(第8B圖)或另一種合適之漫射板相似。色彩轉換層148位於第一漫射板110b與第二漫射板146之間。
第一漫射板110b位於複數個光源106a與色彩轉換層148之間。如第24圖所示及如先前所描述，第一漫射板110b可包括圖案化漫射器，該圖案化漫射器包括複數個圖案化反射器112，其中各圖案化反射器112與對應光源106a對準。圖案化漫射器110b可包括載體108與如先前所描述位於載體108之第一表面上的複數個圖案化反射器112。在其他實施例中，第一漫射板110b可具有如先前參照第3A圖至第8B圖描述的其他組態。
在某些示範性實施例中，第一漫射板110b包括第一楊氏模數，且第二漫射板146包括小於第一楊氏模數的第二楊氏模數。在一個實施例中，第二楊氏模數小於第一楊氏模數之一半。第二漫射板146係體積漫射板且使光散射穿過第二漫射板之厚度。相反，漫射薄片在其表面處而不是在其體積內部散射光。例如，第一漫射板110b可包括EAGLE XG®玻璃(楊氏模數為約73.6吉帕斯卡)或浮動玻璃(楊氏模數為約47.7吉帕斯卡)。第二漫射板146可包括聚碳酸酯(楊氏模數介於約13.5吉帕斯卡與約21.4吉帕斯卡之間)、PMMA(楊氏模數為約2.855吉帕斯卡)或具有較低楊氏模數的玻璃，各者與散射元素混合以在體積內散射光。
藉由在LCD 600內將色彩轉換層148配置在第一漫射板110b與第二漫射板146之間，與色彩轉換層148不位於第一漫射板110b與第二漫射板146之間的LCD 140(第2圖)相比，可改良輝度、輝度均勻性及色彩均勻性。在色彩轉換層148位於第一漫射板110b與第二漫射板146之間的情況下，可增加平均CIE空間色坐標x及y，從而指示更多來自光源106a的藍光被轉換成綠光及紅光。另外，可增加輝度。基於這些改良，可不包括原本可能使用的弱漫射薄片，且色彩轉換層148可具有較低濃度之色彩轉換顆粒，因此與LCD 140相比降低了LCD 600之成本。
在某些示範性實施例中，與色彩轉換層148配置於第一漫射板110b及第二漫射板146上方時的輝度相比，當 色彩轉換層148配置於第一漫射板110b與第二漫射板146之間時，輝度增加至在自約101%至約111%之範圍內。另外，當色彩轉換層148配置於第一漫射板110b與第二漫射板146之間時，CIE色坐標x及y可小於約0.40。在某些示範性實施例中，當色彩轉換層148配置於第一漫射板110b與第二漫射板146之間時，CIE色坐標x及y增加至在自約101%至約112%之範圍內。
如第2圖所示，色彩轉換層148可經放置於漫射板146之頂部上，因為色彩轉換層148可能缺乏漫射板146之熱穩定性及尺寸穩定性。當使用圖案化漫射器(例如，110b)時，特別是當載體(例如，108)係玻璃時，色彩轉換層148可經放置於圖案化漫射器之頂部上且可不包括附加漫射板(例如，146)。因此，當如第2圖所示使用附加漫射板(例如，146)時，認為色彩轉換層之最佳位置在附加漫射板之頂部上而非在漫射板之間係很自然的。因此，如第24圖所示在第一漫射板110b與第二漫射板146之間的色彩轉換層148之配置並不明顯。另外，當色彩轉換層148配置於第一漫射板110b與第二漫射板146之間時，色坐標並不總是在目標上且輝度並不總是得到改良。為了達成改良之輝度之優點，當色彩轉換層148配置於第一漫射板110b與第二漫射板146之間時，CIE色坐標x及y應小於約0.40。為了使色坐標在目標上，應將色彩轉換層148改變為具有較低濃度之色彩轉換顆粒或較薄的色彩轉換顆粒層。
第25A圖係一示範性LCD 700a之橫截面圖。LCD 700a包括背光，該背光包括背光部分702a、可選地位於背光部分702a之上的漫射板146、可選地位於漫射板146之上的色彩轉換層148(例如，量子點膜或磷光體膜)、可選地位於色彩轉換層148之上的稜鏡膜150、及可選地位於稜鏡膜150之上的反射極化器152。在其他實施例中，色彩轉換層148可經配置於背光部分702a與漫射板146之間。LCD 700a亦包括位於背光之反射極化器152之上的顯示面板154。背光部分702a包括如先前參照第1A圖至第1B圖描述並例示的基板102、反射層104及複數個光源106a。另外，背光部分702a包括圖案化漫射器710a。圖案化漫射器710a包括載體108、位於載體108之第一表面上的波長選擇反射器712a及位於載體108之與載體108之第一表面相對的第二表面上的複數個圖案化反射器112。
在如第25A圖所示的此實施例中，波長選擇反射器712a面向複數個光源106a，而複數個圖案化反射器112背向複數個光源106a。在其他實施例中，波長選擇反射器712a可背向複數個光源106a，而複數個圖案化反射器112可面向複數個光源106a。在下面參照第26圖更詳細地描述波長選擇反射器712a之組態。
複數個光源106a發出在第一波長範圍內的光。色彩轉換層148將第一波長範圍之光轉換成高於第一波長範圍的第二波長範圍之光及高於第二波長範圍的第三波長範圍之光。波長選擇反射器712a透射多於約60%的第一波長範 圍之垂直入射光並反射多於約60%的第二波長範圍之垂直入射光。在某些示範性實施例中，波長選擇反射器712a亦反射多於約60%的第三波長範圍之垂直入射光。第一波長範圍例如在介於約430奈米與約460奈米之間的範圍內，第二波長範圍例如在介於約530奈米與約570奈米之間的範圍內，且第三波長範圍例如在介於約620奈米與約680奈米之間的範圍內。
與不具有波長選擇反射器712a的圖案化漫射器(諸如第1A圖之圖案化漫射器110b)相比，包括具有波長選擇反射器712a的圖案化漫射器710a的背光具有增加之輝度及改良之均勻性。在某些示範性實施例中，當圖案化漫射器包括波長選擇反射器712a時，背光之輝度可增加多達約13%。
第25B圖係一示範性LCD 700b之橫截面圖。LCD 700b包括背光，該背光包括背光部分702b、可選地位於背光部分702b之上的漫射板146、可選地位於漫射板146之上的色彩轉換層148(例如，量子點膜或磷光體膜)、可選地位於色彩轉換層148之上的稜鏡膜150、及可選地位於稜鏡膜150之上的反射極化器152。在其他實施例中，色彩轉換層148可經配置於背光部分702b與漫射板146之間。LCD 700b亦包括位於背光之反射極化器152之上的顯示面板154。背光部分702b包括如先前參照第1A圖至第1B圖描述並例示的基板102、反射層104及複數個光源106a。另外，背光部分702b包括圖案化漫射器710b。圖 案化漫射器710b包括載體108、位於載體108之第一表面上的波長選擇反射器712b及位於波長選擇反射器712b上的複數個圖案化反射器112。
在如第25B圖所示的此實施例中，波長選擇反射器712b及複數個圖案化反射器112背向複數個光源106a。在其他實施例中，波長選擇反射器712a及複數個圖案化反射器112可面向複數個光源106a。在下面參照第26圖更詳細地描述波長選擇反射器712b之組態。
複數個光源106a發出在第一波長範圍內的光。色彩轉換層148將第一波長範圍之光轉換成高於第一波長範圍的第二波長範圍之光及高於第二波長範圍的第三波長範圍之光。波長選擇反射器712b透射多於約60%的第一波長範圍之垂直入射光並反射多於約60%的第二波長範圍之垂直入射光。在某些示範性實施例中，波長選擇反射器712b亦反射多於約60%的第三波長範圍之垂直入射光。第一波長範圍例如在介於約430奈米與約470奈米之間的範圍內，第二波長範圍例如在介於約530奈米與約570奈米之間的範圍內，且第三波長範圍例如在介於約620奈米與約680奈米之間的範圍內。
與不具有波長選擇反射器712b的圖案化漫射器(諸如第1A圖之圖案化漫射器110b)相比，包括具有波長選擇反射器712b的圖案化漫射器710b的背光具有增加之輝度及改良之均勻性。在某些示範性實施例中，當圖案化漫射 器包括波長選擇反射器712b時，背光之輝度可增加多達約13%。
第25C圖係一示範性LCD 700c之橫截面圖。LCD 700c包括背光，該背光包括背光部分702c、可選地位於背光部分702c之上的漫射板146、可選地位於漫射板146之上的色彩轉換層148(例如，量子點膜或磷光體膜)、可選地位於色彩轉換層148之上的稜鏡膜150、及可選地位於稜鏡膜150之上的反射極化器152。在其他實施例中，色彩轉換層148可經配置於背光部分702c與漫射板146之間。LCD 700c亦包括位於反射極化器152之上的顯示面板154。背光部分702c包括如先前參照第1A圖至第1B圖描述並例示的基板102、反射層104及複數個光源106a。另外，背光部分702c包括圖案化漫射器710c。圖案化漫射器710c包括載體108、位於載體108之第一表面上的第一波長選擇反射器712a、位於載體108之與載體108之第一表面相對的第二表面上的第二波長選擇反射器712b及位於第二波長選擇反射器712b上的複數個圖案化反射器112。
在如第25C圖所示的此實施例中，第一波長選擇反射器712a面向複數個光源106a，而第二波長選擇反射器712b及複數個圖案化反射器112背向複數個光源106a。在其他實施例中，第一波長選擇反射器712a可背向複數個光源106a，而第二波長選擇反射器712b及複數個圖案化反射器112可面向複數個光源106a。在下面參照第26圖更 詳細地描述第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b之組態。
複數個光源106a發出在第一波長範圍內的光。色彩轉換層148將第一波長範圍之光轉換成高於第一波長範圍的第二波長範圍之光及高於第二波長範圍的第三波長範圍之光。第一波長選擇反射器712a透射多於約60%的第一波長範圍之垂直入射光並反射多於約60%的第二波長範圍之垂直入射光。在某些示範性實施例中，第二波長選擇反射器712b亦透射多於約60%的第一波長範圍之垂直入射光並反射多於約60%的第二波長範圍之垂直入射光。在其他實施例中，第二波長選擇反射器712b透射多於約60%的第一波長範圍之垂直入射光並反射多於約60%的第三波長範圍之垂直入射光。第一波長範圍例如在介於約430奈米與約470奈米之間的範圍內，第二波長範圍例如在介於約530奈米與約570奈米之間的範圍內，且第三波長範圍例如在介於約620奈米與約680奈米之間的範圍內。
與不具有第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b的圖案化漫射器(諸如第1A圖之圖案化漫射器110b)相比，包括具有第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b的圖案化漫射器710c的背光具有增加之輝度及改良之均勻性。在某些示範性實施例中，當圖案化漫射器包括第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b時，背光之輝度可增加多達約13%。
第26圖係包括載體108、第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b之一示範性反射器750之橫截面圖。第一波長選擇反射器712a可用於第25A圖之波長選擇反射器712a或用於第25C圖之第一波長選擇反射器712a。第二波長選擇反射器712b可用於第25B圖之波長選擇反射器712b或用於第25C圖之第一波長選擇反射器712b。第一波長選擇反射器712a位於載體108之第一表面上。第二波長選擇反射器712b位於載體108之與載體108之第一表面相對的第二表面上。
第一波長選擇反射器712a包括交替之低指數介電層7521至752N及高指數介電層7541至754N之第一堆疊，其中「N」為任何合適數目諸如2、3、4、5、6或更多以提供4個、6個、8個、10個、12個或更多個介電層之第一堆疊。低指數介電層752N或高指數介電層754N接觸載體108之第一表面。在某些示範性實施例中，低指數介電層752N接觸載體108之第一表面，使得第一波長選擇反射器712a在所選擇波長處達成更高反射率。第二波長選擇反射器712b包括交替之低指數介電層7621至762M及高指數介電層7641至764M之第二堆疊，其中「M」為任何合適數目諸如2、3、4、5、6或更多以提供4個、6個、8個、10個、12個或更多個介電層之第二堆疊。低指數介電層7621或高指數介電層7641接觸載體108之第一表面。在某些示範性實施例中，低指數介電層7621接觸載體108之第二表面，使得第二波長選擇反射器712b在所選擇波長處 達成更高反射率。在某些示範性實施例中，「N」與「M」相等。在其他實施例中，「N」與「M」可不相等。該第一堆疊可例如包括至少4個介電層，且該第二堆疊可例如包括至少4個介電層。在其他實施例中，層7521至752N及7621至762M可係高指數介電層，而層7541至754N及7641至764M可係低指數介電層。
各低指數介電層7521至752N及7621至762M可包括MgF2、SiO2或另一種合適之低指數介電材料。各高指數介電層7541至754N及7641至764M可包括ZrO2、Nb2O5、TiO2、Al2O3、Si3N4或另一種合適之高指數介電材料。在一個實施例中，各低指數介電層7521至752N及7621至762M可包括MgF2，且各高指數介電層7541至754N及7641至764M可包括ZrO2。在另一個實施例中，各低指數介電層7521至752N及7621至762M可包括SiO2，且各高指數介電層7541至754N及7641至764M可包括ZrO2。在又另一個實施例中，各低指數介電層7521至752N及7621至762M可包括SiO2，且各高指數介電層7541至754N及7641至764M可包括Nb2O5。在又另一個實施例中，各低指數介電層7521至752N及7621至762M可包括SiO2，且各高指數介電層7541至754N及7641至764M可包括TiO2。在又另一個實施例中，各低指數介電層7521至752N及7621至762M可包括SiO2，且各高指數介電層7541至754N及7641至764M可包括Al2O3。在又另一個實施例中，各低指數介電層7521至752N及7621至 762M可包括SiO2，且各高指數介電層7541至754N及7641至764M可包括Si3N4。
第一波長選擇反射器712a透射多於約60%的第一波長範圍之垂直入射光並反射多於約60%的與第一波長範圍不同的第二波長範圍之垂直入射光。第二波長選擇反射器712b透射多於約60%的第一波長範圍之垂直入射光並反射多於約60%的與第一波長範圍不同的第三波長範圍之垂直入射光。在某些示範性實施例中，第一堆疊中之各低指數介電層7521至752N及各高指數介電層7541至754N係針對第二波長範圍中之所選擇波長λ2的四分之一波層，滿足以下條件：
Figure 110115228-A0305-12-0059-33
 其中：n L1係各低指數介電層之折射指數；d L1係各低指數介電層之厚度；n H1係各高指數介電層之折射指數；且d H1係各高低指數介電層之厚度。在某些示範性實施例中，第二堆疊中之各低指數介電層7621至762M及各高指數介電層7641至764M係針對第三波長範圍中之所選擇波長λ3的四分之一波層，滿足以下條件：
Figure 110115228-A0305-12-0059-34
 其中：n L2係各低指數介電層之折射指數； d L2係各低指數介電層之厚度；n H2係各高指數介電層之折射指數；且d H2係各高低指數介電層之厚度。
在某些示範性實施例中，第二波長範圍與第三波長範圍相等。在此情況下，8或12層波長選擇反射器可分別劃分成位於載體108之第一表面上的4或6層第一波長選擇反射器712a或位於載體108之第二表面上的4或6層第二波長選擇反射器712b。藉由將較大波長選擇反射器劃分成兩個較小波長選擇反射器，可改良波長選擇反射器與載體108之黏合。另外，由於有效變厚的波長選擇反射器(由於在第一波長選擇反射器712a與第二波長選擇反射器712b之間的載體108)，可增加在所設計波長處的反射率。
在其他實施例中，第一波長選擇反射器712a透射多於約60%的第三波長範圍之垂直入射光，且第二波長選擇反射器712b透射多於約60%的第二波長範圍之垂直入射光。在某些示範性實施例中，第一波長範圍在介於約430奈米與約470奈米之間的範圍內，第二波長範圍在介於約530奈米與約570奈米之間的範圍內，且第三波長範圍在介於約620奈米與約680奈米之間的範圍內。
在某些示範性實施例中，可使用薄膜沉積製程來製造上述波長選擇反射器712a及712b。在其他實施例中，波長選擇反射器712a及712b各自可係結合至圖案化漫射器710a、710b或710c之載體108之一個表面的交替之低指數聚合物層及高指數聚合物層之堆疊。各堆疊中之各層 可滿足上述四分之一波光程條件。各高指數聚合物層可含有聚酯或聚醯亞胺，且各低指數聚合物層可包含氟化聚合物。
第27A圖至第27E圖係對於波長選擇反射器之各種組態的反射率對波長之圖表。下述波長選擇反射器中之各者可用於第25A圖或第25C圖之波長選擇反射器712a或第25B圖或第25C圖之波長選擇反射器712b。另外，下述各波長選擇反射器可劃分成兩個較小波長選擇反射器712a及712b，該些兩個較小波長選擇反射器如第25C圖所示組合在圖案化漫射器710c中時提供與所描述之波長選擇反射器相似的特徵(例如，將12層波長選擇反射器劃分成兩個6層波長選擇反射器)。
第27A圖係4層、6層、8層、10層或12層波長選擇反射器的反射率對波長之圖表。在此實施例中，波長選擇反射器包括交替之低指數MgF2及高指數ZrO2介電層(例如，2對、3對、4對、5對及6對介電層)，其中低指數MgF2與載體接觸。各MgF2層具有約109奈米標稱厚度，且各ZrO2層具有約70奈米標稱厚度。各MgF2層及各ZrO2層之標稱厚度對應於600奈米所選擇波長之四分之一波光程。亦即：
Figure 110115228-A0305-12-0061-3
 其中：n係各層之折射指數；d係各層之厚度；且 λ係所選擇波長。
第27A圖就波長選擇反射器之反射率方面例示出波長選擇反射器之一個特徵。波長選擇反射器之透射率可推導為：透射率=1-反射率在此實施例中，當波長選擇反射器包括6層、8層、10層、12層或更多層時，波長選擇反射器透射多於約60%的在介於約430奈米與約470奈米之間的波長之垂直入射光，並反射多於約60%的在介於約530奈米與約680奈米之間的波長之垂直入射光。相反，在此實施例中，包括2層或4層之波長選擇反射器反射少於約60%的在介於約530奈米與約680奈米之間的波長之垂直入射光。
第27B圖係對於具有不同入射角的光的8層波長選擇反射器之反射率對波長之圖表。在此實施例中，波長選擇反射器包括交替之低指數MgF2及高指數ZrO2介電層(例如，4對介電層)，其中低指數MgF2與載體接觸。各MgF2層具有約109奈米標稱厚度，且各ZrO2層具有約70奈米標稱厚度。各MgF2層及各ZrO2層之標稱厚度對應於600奈米所選擇波長之四分之一波光程。波長選擇反射器之反射率隨入射角而變化，如0度(垂直入射)、40度、60度及80度之跡線所指示。如第27B圖所示，隨著入射角增加，峰反射率朝向較短波長偏移。因此，在此實施例中，波長選擇反射器透射多於約60%的約450奈米波長之垂直入射光，並在例如斜向入射角在介於約60度與約80度之間 的範圍內時反射多於約60%的約450奈米的相同波長之一些斜向入射光。
第27C圖係8層波長選擇反射器之反射率對波長之圖表。在此實施例中，波長選擇反射器包括交替之低指數SiO2及高指數ZrO2介電層(例如，4對介電層)，其中低指數SiO2與載體接觸。各SiO2層具有約102奈米標稱厚度，且各ZrO2層具有約70奈米標稱厚度。各SiO2層及各ZrO2層之標稱厚度對應於600奈米所選擇波長之四分之一波光程。波長選擇反射器之反射率隨入射角而變化，如0度(垂直入射)、40度、60度及80度之跡線所指示。
在此實施例中，波長選擇反射器透射多於約60%的在介於約430奈米與約470奈米之間的波長之垂直入射光，並反射多於約60%的在介於約530奈米與約680奈米之間的波長之垂直入射光。波長選擇反射器在例如斜向入射角在介於約70度與約80度之間的範圍內時亦反射多於約60%的約450奈米波長之一些斜向入射光。
第27D圖係8層波長選擇反射器之反射率對波長之圖表。在此實施例中，波長選擇反射器包括交替之低指數SiO2與高指數ZrO2介電層(例如，4對介電層)，其中低指數SiO2與載體接觸。各SiO2層具有約93奈米標稱厚度，且各ZrO2層具有約64奈米標稱厚度。各SiO2層及各ZrO2層之標稱厚度對應於550奈米所選擇波長之四分之一波長光程。波長選擇反射器之反射率隨入射角而變化，如0度(垂直入射)、40度、60度及80度之跡線所指示。
在此實施例中，波長選擇反射器透射多於約60%的在介於約430奈米與約470奈米之間的波長之垂直入射光，並反射多於約60%的在介於約500奈米與約580奈米之間的波長之垂直入射光。波長選擇反射器在例如斜向入射角在介於約40度與約60度之間的範圍內時亦反射多於約60%的約450奈米波長之一些斜向入射光。
第27E圖係8層波長選擇反射器之反射率對波長之圖表。在此實施例中，波長選擇反射器包括交替之低指數SiO2及高指數ZrO2介電層(例如，4對介電層)，其中低指數SiO2與載體接觸。各SiO2層具有約107奈米標稱厚度，且各ZrO2層具有約73奈米標稱厚度。各SiO2層及各ZrO2層之標稱厚度對應於630奈米所選擇波長之四分之一波光程。波長選擇反射器之反射率隨入射角而變化，如0度(垂直入射)、40度、60度及80度之跡線所指示。
在此實施例中，波長選擇反射器透射多於約60%的在介於約430奈米與約470奈米之間的波長之垂直入射光，並反射多於約60%的在介於約560奈米與約700奈米之間的波長之垂直入射光。波長選擇反射器在例如斜向入射角在介於約70度與約80度之間的範圍內時亦反射多於約60%的約450奈米波長之一些斜向入射光。
熟習此項技術者將明白，在不脫離本揭露之精神及範疇情況下，可對本揭露之實施例做出修改及變化。因此，預期本揭露涵蓋此類修改及變化，只要它們在隨附申請專利範圍及其等效物之範疇內。
100:背光部分
102:基板
104:反射層
106a:光源
107a:峰強度光線
108:載體
110b:圖案化漫射器
112:圖案化發射器
113:實質平坦部段
114:彎曲部段
120:實質平坦部段之尺寸
122:圖案化反射器之尺寸
124:光源之尺寸
126:光源之節距

Claims (14)

  1. 一種背光，包含： 一基板； 複數個光源，該複數個光源靠近該基板； 一反射層，該反射層靠近該基板； 一第一漫射板，該第一漫射板位於該複數個光源之上，其中該第一漫射板包含一圖案化漫射器，該圖案化漫射器包含一載體、複數個圖案化反射器位於該載體的一第一表面上以及一波長選擇反射器位於該載體上，各圖案化反射器與一對應光源對準； 一第二漫射板；及 一色彩轉換層，該色彩轉換層位於該第一漫射板與該第二漫射板之間。
  2. 如請求項1所述之背光，其中該第一漫射板位於該複數個光源與該色彩轉換層之間。
  3. 如請求項1所述之背光，其中該圖案化漫射器包含一漫射層，該漫射層位於與該載體之該第一表面相對的該載體之一第二表面上。
  4. 如請求項1所述之背光，其中該第一漫射板包含一第一楊氏模數，且該第二漫射板包含小於該第一楊氏模數之一半的一第二楊氏模數，且該第二漫射板使光散射穿過該第二漫射板之一厚度。
  5. 一種反射器，包含： 一載體，該載體包含一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面； 一第一波長選擇反射器，該第一波長選擇反射器位於該載體之該第一表面上，該第一波長選擇反射器用於透射多於約60%的一第一波長範圍之垂直入射光並反射多於約60%的與該第一波長範圍不同的一第二波長範圍之垂直入射光； 一第二波長選擇反射器，該第二波長選擇反射器位於該載體之該第二表面上，該第二波長選擇反射器用於透射多於60%的該第一波長範圍之垂直入射光並反射多於60%的與該第一波長範圍不同的一第三波長範圍之垂直入射光；以及 複數個圖案化反射器，該複數個圖案化反射器位於該第一波長選擇反射器或該第二波長選擇反射器上。
  6. 如請求項5所述之反射器，其中該第二波長範圍與該第三波長範圍相等。
  7. 如請求項5所述之反射器，其中該第一波長選擇反射器透射多於60%的該第三波長範圍之垂直入射光，且該第二波長選擇反射器透射多於60%的該第二波長範圍之垂直入射光。
  8. 如請求項5所述之反射器，其中該第一波長選擇反射器包含交替之多個低指數介電層及多個高指數介電層之一第一堆疊，該第二波長選擇反射器包含交替之多個低指數介電層及多個高指數介電層之一第二堆疊。
  9. 如請求項8所述之反射器，其中該第一堆疊中之各低指數介電層及高指數介電層包含針對該第二波長範圍中之一所選擇波長λ 2的一四分之一波層，滿足 及 ，其中 n L1 及 d L1 及 n H1 及 d H1 分別係該第一堆疊中之各低指數介電層及高指數介電層之一折射指數及一厚度，且該第二堆疊中之各低指數介電層及高指數介電層包含針對該第三波長範圍中之一所選擇波長λ 3的一四分之一波層，滿足 及 ，其中 n L2 及 d L2 及 n H2 及 d H2 分別係該第二堆疊中之各低指數介電層及高指數介電層之一折射指數及一厚度。
  10. 一種背光，包含： 一基板； 複數個光源，該複數個光源靠近該基板用於發出在一第一波長範圍內的光； 一反射層，該反射層靠近該基板； 一圖案化漫射器，該圖案化漫射器包含一載體、一第一波長選擇反射器位於該載體之一第一表面上及複數個圖案化反射器位於該第一波長選擇反射器上或位於該載體之與該載體之該第一表面相對的一第二表面上；及 一色彩轉換層，該色彩轉換層用於將該第一波長範圍之光轉換成高於該第一波長範圍的一第二波長範圍之光及高於該第二波長範圍的一第三波長範圍之光， 其中該第一波長選擇反射器透射多於60%的該第一波長範圍之垂直入射光並反射多於60%的該第二波長範圍之垂直入射光。
  11. 如請求項10所述之背光，其中該第一波長選擇反射器包含交替之多個低指數介電層及多個高指數介電層之一堆疊，且各低指數介電層及高指數介電層包含針對該第二波長範圍中之一所選擇波長λ 2的一四分之一波層，滿足 及 ，其中 n L1 及 d L1 及 n H1 及 d H1 分別係各低指數介電層及高指數介電層之該折射指數及該厚度。
  12. 如請求項10所述之背光，其中該第一波長選擇反射器反射多於60%的該第三波長範圍之垂直入射光。
  13. 如請求項10所述之背光，其中該圖案化漫射器包含位於該載體之該第二表面上的一第二波長選擇反射器，該第二波長選擇反射器用於透射多於60%的該第一波長範圍之垂直入射光並反射多於60%的該第三波長範圍之垂直入射光。
  14. 如請求項10所述之背光，其中該第一波長選擇反射器包含交替之多個低指數介電層及多個高指數介電層之一堆疊，且各低指數介電層及高指數介電層包含針對該第三波長範圍中之一所選擇波長λ 3的一四分之一波層，滿足 及 ，其中 n L2 及 d L2 及 n H2 及 d H2 分別係各低指數介電層及高指數介電層之該折射指數及該厚度。
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